
【化】 integral heat of adsorption
integral
【计】 integral
【化】 integral
【医】 integration
【化】 adsorption heat; heat of adsorption
积分吸附热(Integral Heat of Adsorption)是描述吸附过程中单位质量吸附剂在吸附一定量吸附质时所释放或吸收的总热量的物理化学参数。其定义为:在恒定温度下,吸附剂从初始状态(无吸附质)到最终吸附平衡状态时,整个吸附过程所累积的热量变化。该参数常用于表征吸附剂与吸附质之间的相互作用强度,对工业催化剂设计、气体分离及环境污染物吸附等领域有重要指导意义。
在热力学表达中,积分吸附热(ΔH)可表示为: $$ ΔH = frac{Q}{n} $$ 其中Q为总吸附热,n为吸附质的摩尔数。该公式表明积分吸附热与吸附量呈非线性关系,实际应用中需结合吸附等温线模型(如Langmuir或Freundlich方程)进行修正。
与微分吸附热不同,积分吸附热反映的是整个吸附过程的平均能量变化。研究表明,多孔材料的孔径分布和表面官能团会显著影响积分吸附热数值,例如活性炭对VOCs的积分吸附热可达25-50 kJ/mol,而分子筛对水蒸气的积分吸附热通常低于40 kJ/mol(来源:《物理化学学报》;《Industrial & Engineering Chemistry Research》)。
积分吸附热是吸附过程中描述热量释放的重要参数,其定义和特性可归纳如下:
1. 基本定义
积分吸附热指吸附剂从初始未吸附状态(覆盖度θ=0)开始,到吸附一定量气体或液体时释放的总热量。它反映了吸附剂在单位质量下(如1克)吸附特定量吸附质时整体的热效应。例如,若吸附剂吸附了从零到某浓度的气体,此过程释放的累积热量即为积分吸附热。
2. 与微分吸附热的区别
3. 工程应用
在工业中,积分吸附热对应吸附剂的动态吸附量,直接影响吸附装置的设计与性能评估。例如,干燥机选择吸附剂时需关注其积分吸附热,以判断实际应用中的热负荷和效率。
4. 测定与意义
5. 影响因素
积分吸附热会随吸附过程的进行而逐渐降低,因为吸附质浓度减少,剩余吸附位点的结合能力减弱。此外,温度升高可能减少吸附量,从而影响积分吸附热的大小。
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